JP2006242136A - Pump control method and pump control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、誘導電動機により可変容量型ポンプを駆動させるポンプ制御方法およびポンプ制御装置に関する。 The present invention relates to a pump control method and a pump control device for driving a variable displacement pump by an induction motor.
従来、例えば電動ショベルなどの作業機械では、図4に示されるように、電源ライン1に接続された電気制御盤2に三相誘導電動機3が電気的に接続され、この三相誘導電動機3により油圧ポンプ4,4を動作させ、これら油圧ポンプ4,4から吐出された作動油の流量および方向をコントロール弁6で制御することで、各種油圧シリンダ7および各種油圧モータ8を動作させるものがある。
Conventionally, in a working machine such as an electric excavator, for example, as shown in FIG. 4, a three-phase induction motor 3 is electrically connected to an electric control panel 2 connected to a power supply line 1. Some hydraulic cylinders 7 and various hydraulic motors 8 are operated by operating the hydraulic pumps 4 and 4 and controlling the flow rate and direction of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 4 and 4 with the
ここで、誘導電動機のロータの回転数N〔rpm〕は、電源周波数をf〔Hz〕、滑りをs、磁極数をpとすると、
N=120f(1−s)/p……(1)
で表され、電源周波数に比例する。
Here, the rotational speed N [rpm] of the rotor of the induction motor is defined as follows: the power frequency is f [Hz], the slip is s, and the number of magnetic poles is p.
N = 120f (1-s) / p (1)
And is proportional to the power supply frequency.
そのため、この電源周波数を変化させることで圧縮機などの回転数を変化させ、装置の動作を変化させる制御方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
上述したように、誘導電動機は、電源周波数に比例してその動作が変化するので、例えば商用交流電源を誘導電動機の電源として用いる際に、例えば東日本では50Hz、西日本では60Hzなど、地域によりその周波数が異なることにより、装置を動作させる地域によって三相誘導電動機3の回転数が変化し、油圧ポンプ4,4からの作動油の吐出量が変化して、油圧シリンダ7および油圧モータ8の動作速度が変化し、作業性能が低下したり、作業性が悪化したりするおそれがあるという問題を有している。 As described above, since the operation of the induction motor changes in proportion to the power supply frequency, for example, when a commercial AC power supply is used as the power supply of the induction motor, the frequency varies depending on the region, for example, 50 Hz in eastern Japan and 60 Hz in western Japan. , The rotational speed of the three-phase induction motor 3 changes depending on the region in which the apparatus is operated, the amount of hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 4 and 4 changes, and the operating speed of the hydraulic cylinder 7 and the hydraulic motor 8 changes. Changes, and there is a problem that work performance may be lowered or workability may be deteriorated.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、異なる電源周波数に対して安定した負荷の動作速度を得ることができるポンプ制御方法およびポンプ制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a pump control method and a pump control device capable of obtaining a stable load operating speed with respect to different power supply frequencies. .
請求項1記載の発明は、容量可変手段を備えた可変容量型ポンプを駆動する誘導電動機の電源周波数を検出し、この検出した電源周波数に対応した信号を容量可変手段に導いて可変容量型ポンプの作動流体の吐出流量を制御するポンプ制御方法であり、可変容量ポンプを駆動する誘導電動機の電源周波数を検出して、この検出した電源周波数に対応した信号を容量可変手段に導いて可変容量型ポンプの作動流体の吐出流量を制御することで、負荷の最大動作速度を一定とし、異なる電源周波数に対して安定した負荷の動作速度を得ることが可能になる。 The invention according to claim 1 detects the power supply frequency of the induction motor that drives the variable displacement pump including the variable displacement means, and guides the signal corresponding to the detected power supply frequency to the displacement variable means, thereby providing the variable displacement pump. Is a pump control method for controlling the discharge flow rate of the working fluid of the variable displacement type by detecting the power frequency of the induction motor that drives the variable capacity pump and introducing a signal corresponding to the detected power frequency to the capacity variable means By controlling the discharge flow rate of the working fluid of the pump, it is possible to make the maximum operating speed of the load constant and to obtain a stable operating speed of the load for different power supply frequencies.
請求項2記載の発明は、請求項1記載のポンプ制御方法において、検出した電源周波数に対応して流量設定信号を出力し、この流量設定信号に対応して圧力を出力し、この圧力と可変容量型ポンプから負荷に供給される作動流体を制御する流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力とから高圧側を選択して容量可変手段に供給するものであり、検出した電源周波数に対応して出力した流量設定信号に対応した圧力を出力し、この圧力と流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力とから高圧側を選択して容量可変手段に供給することで、既存のネガティブコントロール圧力による容量可変手段を有効利用して、可変容量型ポンプの吐出流量を、電源周波数に対応して出力した流量設定信号に対応した圧力と流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力とのいずれか一方にて異なる電源周波数に対応して補正し、安定した負荷の動作速度を得ることが可能になる。 According to a second aspect of the present invention, in the pump control method according to the first aspect, a flow rate setting signal is output corresponding to the detected power supply frequency, a pressure is output corresponding to the flow rate setting signal, and the pressure and variable The high-pressure side is selected from the negative control pressure generated by the fluid control valve that controls the working fluid supplied to the load from the capacity type pump, and is supplied to the capacity variable means, corresponding to the detected power supply frequency Output the pressure corresponding to the output flow rate setting signal, select the high pressure side from this pressure and the negative control pressure generated by the fluid control valve and supply it to the capacity variable means, the capacity by the existing negative control pressure Effectively using variable means, the discharge flow rate of the variable displacement pump is adjusted with the pressure and fluid control valve corresponding to the flow rate setting signal output corresponding to the power supply frequency. Corrected in response to the power supply frequency different at any one of the negative control pressure raw, it is possible to obtain the operating speed of the stable load.
請求項3記載の発明は、請求項1記載のポンプ制御方法において、検出した電源周波数が予め設定された第1周波数である際に、可変容量型ポンプから負荷に供給される作動流体を制御する流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力を容量可変手段に供給し、検出した電源周波数が予め設定され第1周波数よりも大きい第2周波数である際に、この第2周波数に対応して予め設定された圧力とネガティブコントロール圧力とから高圧側を選択して容量可変手段に供給するものであり、検出した電源周波数が予め設定された第1周波数である際に、ネガティブコントロール圧力を容量可変手段に供給し、検出した電源周波数が予め設定され第1周波数よりも大きい第2周波数である際に、この第2周波数に対応して予め設定された圧力とネガティブコントロール圧力との高圧側を選択して容量可変手段に供給することで、互いに異なる2つの所定の電源周波数に対応して安定した負荷の動作速度を得ることが可能になる。 According to a third aspect of the present invention, in the pump control method according to the first aspect, when the detected power supply frequency is the first frequency set in advance, the working fluid supplied to the load from the variable displacement pump is controlled. When the negative control pressure generated by the fluid control valve is supplied to the capacity variable means and the detected power supply frequency is preset and is a second frequency higher than the first frequency, the negative control pressure is preset corresponding to the second frequency. The high pressure side is selected from the generated pressure and the negative control pressure and supplied to the capacity varying means. When the detected power supply frequency is the first preset frequency, the negative control pressure is supplied to the capacity varying means. When the supplied and detected power supply frequency is a second frequency that is preset and greater than the first frequency, a pressure that is preset corresponding to the second frequency is set. And by supplying to the variable capacitance means to select the high pressure side of the negative control pressure, it is possible to obtain the operating speed of the load stable corresponding to the two given supply frequency different from each other.
請求項4記載の発明は、容量可変手段を備え、誘導電動機により駆動される可変容量型ポンプと、誘導電動機の電源周波数を検出する周波数検出手段と、周波数検出手段で検出した電源周波数に対応した信号を容量可変手段に導いて可変容量型ポンプの作動流体の吐出流量を制御する制御手段とを具備したポンプ制御装置であり、可変容量ポンプを駆動する誘導電動機の電源周波数を周波数検出手段で検出して、この検出した電源周波数に対応した信号を制御手段により容量可変手段に導いて可変容量型ポンプの作動流体の吐出流量を制御することで、負荷の最大動作速度を一定とし、異なる電源周波数に対して安定した負荷の動作速度を得ることが可能になる。 The invention according to claim 4 includes a variable displacement pump provided with a capacity variable means, driven by an induction motor, a frequency detection means for detecting a power supply frequency of the induction motor, and a power supply frequency detected by the frequency detection means. And a control means for controlling the discharge flow rate of the working fluid of the variable displacement pump by guiding the signal to the variable displacement means, and detecting the power supply frequency of the induction motor that drives the variable displacement pump by the frequency detection means. Then, by controlling the discharge flow rate of the working fluid of the variable displacement pump by guiding the signal corresponding to the detected power supply frequency to the capacity variable means by the control means, the maximum operating speed of the load is made constant, and the different power supply frequencies It is possible to obtain a stable load operating speed.
請求項5記載の発明は、請求項4記載のポンプ制御装置において、制御手段が、周波数検出手段で検出した電源周波数に対応して流量設定信号を出力するコントローラと、コントローラから出力された流量設定信号に応じた圧力を出力する電磁弁と、電磁弁から出力された電磁弁圧力と可変容量型ポンプから負荷に供給される作動流体を制御する流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力とから高圧側を選択して容量可変手段に供給する高圧選択弁とを備えているものであり、周波数検出手段で検出した電源周波数に対応してコントローラが出力した流量設定信号に対応して電磁弁から電磁弁圧力を出力し、この電磁弁圧力と流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力とから高圧側を高圧選択弁により選択して容量可変手段に供給することで、既存のネガティブコントロール圧力による容量可変手段を有効利用して制御手段を簡単に構成可能となり、かつ、可変容量型ポンプの最大吐出流量を、電磁弁圧力と流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力とのいずれか一方にて異なる電源周波数に対応して補正し、安定した負荷の動作速度を得ることが可能になる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the pump control device according to the fourth aspect, the control unit outputs a flow rate setting signal corresponding to the power supply frequency detected by the frequency detection unit, and the flow rate setting output from the controller. High pressure from the solenoid valve that outputs the pressure according to the signal, the solenoid valve pressure output from the solenoid valve, and the negative control pressure generated by the fluid control valve that controls the working fluid supplied to the load from the variable displacement pump And a high pressure selection valve that selects the side and supplies it to the capacity variable means. The solenoid valve generates an electromagnetic signal corresponding to the flow rate setting signal output by the controller corresponding to the power supply frequency detected by the frequency detecting means. The valve pressure is output, and the capacity can be varied by selecting the high pressure side using the high pressure selection valve from the solenoid valve pressure and the negative control pressure generated by the fluid control valve. By supplying to the stage, it becomes possible to easily configure the control means by effectively using the capacity variable means by the existing negative control pressure, and the maximum discharge flow rate of the variable capacity pump is set to the solenoid valve pressure and the fluid control valve. It is possible to obtain a stable operating speed of the load by correcting the power supply frequency in accordance with either one of the negative control pressure generated in response to a different power supply frequency.
請求項6記載の発明は、請求項4記載のポンプ制御装置において、制御手段が、通路を連通状態と遮断状態とに選択的に切換える切換弁と、周波数検出手段で検出した電源周波数が予め設定された第1周波数である際に切換弁により通路を遮断状態とするとともに、周波数検出手段で検出した電源周波数が予め設定され第1周波数よりも大きい第2周波数である際に切換弁により通路を連通状態とする切換信号を出力するコントローラと、第2周波数に対応して予め設定された圧力を出力する圧力制御弁と、この圧力制御弁に切換弁を介して接続され、圧力制御弁から出力された圧力と可変容量型ポンプから負荷に供給される作動流体を制御する流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力とから高圧側を選択して容量可変手段に供給する高圧選択弁とを備えているものであり、周波数検出手段で検出した電源周波数が予め設定された第1周波数である際に、コントローラの切換信号により切換弁を閉じて圧力制御弁から出力された圧力を高圧選択弁に対して遮断してネガティブコントロール圧力を容量可変手段に供給し、周波数検出手段で検出した電源周波数が予め設定され第1周波数よりも大きい第2周波数である際に、コントローラの切換信号により切換弁を開いて圧力制御弁から出力された圧力を高圧選択弁に出力し、この高圧選択弁にて、圧力制御弁から出力された圧力とネガティブコントロール圧力との高圧側を選択して容量可変手段に供給することで、互いに異なる2つの所定の電源周波数に対応して安定した負荷の動作速度を得ることが可能になる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the pump control device according to the fourth aspect, the control means selectively sets the switching valve for selectively switching the passage between the communication state and the cutoff state, and the power supply frequency detected by the frequency detection means. The passage is blocked by the switching valve when the first frequency is set, and the passage is blocked by the switching valve when the power supply frequency detected by the frequency detection means is a second frequency that is preset and higher than the first frequency. A controller that outputs a switching signal for setting a communication state, a pressure control valve that outputs a preset pressure corresponding to the second frequency, and a pressure control valve that is connected to the pressure control valve via the switching valve and outputs from the pressure control valve The high pressure side is selected from the generated pressure and the negative control pressure generated by the fluid control valve that controls the working fluid supplied to the load from the variable displacement pump, and is supplied to the variable capacity means. When the power supply frequency detected by the frequency detecting means is a preset first frequency, the switching valve is closed by a controller switching signal and output from the pressure control valve. When the power supply frequency detected by the frequency detecting means is a preset second frequency that is greater than the first frequency, the controller controls the controller when the negative pressure is supplied to the capacity varying means by shutting off the detected pressure from the high pressure selection valve. The switching valve is opened by the switching signal, and the pressure output from the pressure control valve is output to the high pressure selection valve. The high pressure selection valve selects the high pressure side between the pressure output from the pressure control valve and the negative control pressure. By supplying the capacity variable means, it is possible to obtain a stable load operating speed corresponding to two different predetermined power supply frequencies.
請求項1記載の発明によれば、誘導電動機の電源周波数を検出して、この検出した電源周波数に対応した信号を容量可変手段に導いて可変容量型ポンプの作動流体の吐出流量を制御することで、負荷の最大動作速度を一定とし、異なる電源周波数に対して安定した負荷の動作速度を得ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the power supply frequency of the induction motor is detected, and a signal corresponding to the detected power supply frequency is guided to the displacement variable means to control the discharge flow rate of the working fluid of the variable displacement pump. Thus, the maximum operating speed of the load is constant, and a stable operating speed of the load can be obtained for different power supply frequencies.
請求項2記載の発明によれば、検出した電源周波数に対応して出力した流量設定信号に対応した圧力を出力し、この圧力と流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力とから高圧側を選択して容量可変手段に供給することで、既存のネガティブコントロール圧力による容量可変手段を有効利用して、異なる電源周波数に対応して可変容量型ポンプの最大吐出流量を、電源周波数に対応して出力した流量設定信号に対応した圧力と流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力とのいずれか一方にて補正し、安定した負荷の動作速度を得ることができる。 According to the invention of claim 2, the pressure corresponding to the flow rate setting signal output corresponding to the detected power supply frequency is output, and the high pressure side is selected from this pressure and the negative control pressure generated by the fluid control valve By supplying the capacity variable means to the existing capacity variable means using the negative control pressure, the maximum discharge flow rate of the variable displacement pump can be output corresponding to the power frequency. It is possible to obtain a stable operating speed of the load by correcting with either one of the pressure corresponding to the flow rate setting signal and the negative control pressure generated by the fluid control valve.
請求項3記載の発明によれば、検出した電源周波数が第1周波数である際に、ネガティブコントロール圧力を容量可変手段に供給し、検出した電源周波数が第2周波数である際に、この第2周波数に対応して予め設定された圧力とネガティブコントロール圧力との高圧側を選択して容量可変手段に供給することで、互いに異なる2つの所定の電源周波数に対応して安定した負荷の動作速度を得ることができる。 According to the invention of claim 3, when the detected power supply frequency is the first frequency, the negative control pressure is supplied to the capacity varying means, and when the detected power supply frequency is the second frequency, the second frequency is supplied. By selecting the high pressure side of the preset pressure and the negative control pressure corresponding to the frequency and supplying it to the capacity variable means, it is possible to achieve a stable load operating speed corresponding to two different predetermined power supply frequencies. Obtainable.
請求項4記載の発明によれば、誘導電動機の電源周波数を周波数検出手段で検出して、この検出した電源周波数に対応した信号を制御手段により容量可変手段に導いて可変容量型ポンプの作動流体の吐出流量を制御することで、負荷の最大動作速度を一定とし、異なる電源周波数に対して安定した負荷の動作速度を得ることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the power supply frequency of the induction motor is detected by the frequency detecting means, and a signal corresponding to the detected power supply frequency is guided to the capacity variable means by the control means, and the working fluid of the variable capacity pump By controlling the discharge flow rate, the maximum operating speed of the load can be made constant, and a stable operating speed of the load can be obtained for different power supply frequencies.
請求項5記載の発明によれば、周波数検出手段で検出した電源周波数に対応してコントローラが出力した流量設定信号に対応して電磁弁から出力された電磁弁圧力と、流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力とから高圧側を高圧選択弁により選択して容量可変手段に供給することで、既存のネガティブコントロール圧力による容量可変手段を有効利用して、制御手段を簡単に構成可能となり、かつ、可変容量型ポンプの最大吐出流量を、電磁弁圧力と流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力とのいずれか一方にて異なる電源周波数に対応して補正し、安定した負荷の動作速度を得ることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the solenoid valve pressure output from the solenoid valve in response to the flow rate setting signal output from the controller corresponding to the power supply frequency detected by the frequency detecting means, and the fluid control valve By selecting the high pressure side from the negative control pressure to be supplied to the capacity variable means by using the high pressure selection valve, it is possible to easily configure the control means by effectively using the capacity variable means based on the existing negative control pressure, and The maximum discharge flow rate of the variable displacement pump is corrected corresponding to the different power supply frequency by either the solenoid valve pressure or the negative control pressure generated by the fluid control valve to obtain a stable load operating speed. be able to.
請求項6記載の発明によれば、周波数検出手段で検出した電源周波数が第1周波数である際に、コントローラの切換信号により切換弁を閉じて圧力制御弁から出力された圧力を高圧選択弁に対して遮断してネガティブコントロール圧力を容量可変手段に供給し、周波数検出手段で検出した電源周波数が第2周波数である際に、コントローラの切換信号により切換弁を開いて圧力制御弁から出力された圧力を高圧選択弁に出力し、この高圧選択弁にて、圧力制御弁から出力された圧力とネガティブコントロール圧力との高圧側を選択して容量可変手段に供給することで、互いに異なる2つの所定の電源周波数に対応して安定した負荷の動作速度を得ることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, when the power supply frequency detected by the frequency detecting means is the first frequency, the switching valve is closed by the switching signal of the controller and the pressure output from the pressure control valve is applied to the high pressure selection valve. When the power supply frequency detected by the frequency detection means is the second frequency, the switching valve is opened by the controller switching signal and output from the pressure control valve. The pressure is output to the high-pressure selection valve, and the high-pressure selection valve selects the high-pressure side of the pressure output from the pressure control valve and the negative control pressure and supplies the selected pressure to the capacity variable means. It is possible to obtain a stable load operating speed corresponding to the power supply frequency.
以下、本発明を図1および図2に示された実施の形態を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiment shown in FIGS.
図2に作業機械としての油圧ショベルAを示し、この油圧ショベルAは、下部走行体11の上部に旋回軸受部12を介して上部旋回体13が旋回可能に設けられ、この上部旋回体13には、キャブ14が搭載されているとともに、このキャブ14の側方に、作業装置15が作動可能に突設されている。
FIG. 2 shows a hydraulic excavator A as a work machine. In this excavator A, an
また、上部旋回体3には、図1に示されるポンプ制御装置が搭載されている。このポンプ制御装置は、図示されない商用交流電源などからの電源ライン21に電気的に接続される電気制御盤22を備え、この電気制御盤22には、誘導電動機としての三相誘導電動機23が電気的に接続され、この三相誘導電動機23には、可変容量型ポンプとしての油圧ポンプ24,24が駆動可能に設けられている。
Further, the upper swing body 3 is equipped with a pump control device shown in FIG. This pump control device includes an
各油圧ポンプ24は、吐出口からポンプ通路25がそれぞれ導出され、これらポンプ通路25は、各油圧ポンプ24から吐出された作動流体としての作動油を方向制御および流量制御する流体制御弁としてのコントロール弁26の可動弁体としての多数のスプール26aへの供給ポートにそれぞれ連通されている。
Each
これらスプール26aからの出力ポートは、作業装置15などを作動させる負荷としての流体圧アクチュエータである油圧シリンダ28,28,28,28、および、下部走行体11を走行させたり下部走行体11に対し上部旋回体13を旋回駆動させたりするための負荷としての流体圧アクチュエータである油圧モータ29,29などにそれぞれ連通されている。
The output ports from these
また、各スプール26aからの排出ポートは、それぞれタンク31に連通されている。
Further, the discharge port from each
そして、これらスプール26aが、各油圧ポンプ24から吐出された作動油を方向制御および流量制御することで、各油圧シリンダ28および各油圧モータ29の作動方向および作動速度が制御される。
The
また、各スプール26aは、オペレータにより操作された図示されないリモートコントロール弁などから出力されたパイロット圧によりパイロット操作され、このパイロット圧に比例したストロークを変位するとともに、反対側からパイロット圧を受けると、各油圧シリンダ28および各油圧モータ29を逆方向に作動するように切換わる。
Each
さらに、各ポンプ通路25からは、センタバイパス通路33がそれぞれ分岐され、これらセンタバイパス通路33は、中立状態にある各スプール26a、および、ネガティブコントロール圧力(以下、ネガコン圧という)を取出すための絞り34を経てタンク31に接続されている。
Further, a
そして、これらセンタバイパス通路33の絞り34の上流側からは、スプールストロークが中立位置に復帰するにしたがって増加するネガコン圧を各油圧ポンプ24の容量可変手段24aに導くためのネガティブコントロール通路36(以下、ネガコン通路36という)が分岐されている。
From the upstream side of the
ここで、容量可変手段24aは、ポンプ斜板の傾転角をレギュレータ24bにより制御するもので、ネガコン通路36から供給されるネガコン圧の増加に伴い、ポンプ斜板の傾転角を小さくする方向に制御し、ポンプ吐出流量を減少させるように制御する。
Here, the capacity varying means 24a controls the tilt angle of the pump swash plate by the
さらに、ネガコン通路36には、各油圧ポンプ24の作動油の吐出量を制御する制御手段37が設けられている。
Further, the
この制御手段37は、電源ライン21に接続された周波数検出手段としての周波数検出器41に電気的に接続されたコントローラ42と、このコントローラ42からの流量設定信号に応じて信号としての減圧された圧力を出力する電磁弁としての電磁比例減圧弁43と、高圧選択弁としてのシャトル弁44とを備えている。
This control means 37 is a
ここで、周波数検出器41は、電源ライン21を介して電源周波数を検出し、その検出した電源周波数を信号としてコントローラ42に出力するものである。
Here, the
また、コントローラ42は、周波数検出器41から出力された電源周波数に対応して流量設定信号を電磁比例減圧弁43のソレノイドに出力するものである。
Further, the
さらに、電磁比例減圧弁43は、パイロット油圧源46から供給された1次圧力をコントローラ42から出力された流量設定信号に応じて減圧した2次圧力を、ネガティブな信号である電磁弁圧力としての減圧弁圧力として出力するものである。
Further, the electromagnetic proportional
そして、コントローラ42は、電源周波数の増加に伴い、電磁比例減圧弁43の弁開度を大きくする方向に制御し、減圧弁圧力を増加させるように制御する。
Then, the
また、各シャトル弁44は、スプール26aを経て生じたネガコン圧と、電磁比例減圧弁43から出力された減圧弁圧力とのいずれか高圧側を選択して各油圧ポンプ24の容量可変手段24aを作動させるレギュレータ24bにそれぞれ供給するものであり、一方の入口に各ネガコン通路36がそれぞれ連通され、他方の入口に電磁比例減圧弁43の出力通路48がそれぞれ連通され、かつ、出口に、各油圧ポンプ24のレギュレータ24bがそれぞれ連通されている。
In addition, each
次に、上記図1および図2に示された実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
電源ライン21から電気制御盤22を介して三相誘導電動機23に給電され、この三相誘導電動機23が駆動されると、この三相誘導電動機23により各油圧ポンプ24が駆動され、作動油がポンプ通路25へと吐出される。
When power is supplied from the
この吐出された作動油は、コントロール弁26の各スプール26aにより方向制御および流量制御され、各油圧シリンダ28および各油圧モータ29が作動される。
The discharged hydraulic oil is subjected to direction control and flow rate control by each
このとき、全てのスプール26aが中立状態にあると、ネガコン通路36に最大にネガコン圧が発生し、この最大ネガコン圧が各シャトル弁44の一方の入口を経てレギュレータ24bに入力され、ポンプ吐出流量は最小に制御される。また、スプール26aが変位すると、ネガコン圧が低下し、ポンプ吐出流量が増加する。
At this time, if all the
一方、制御手段37では、周波数検出器41により検出した電源周波数に対応して、流量制御信号がコントローラ42から電磁比例減圧弁43へと出力され、この出力に応じて電磁比例減圧弁43のソレノイドが励磁されて電磁比例減圧弁43の弁開度が変化し、この弁開度に応じて変化した減圧弁圧力が各シャトル弁44の他方の入口からこれらシャトル弁44に入力される。
On the other hand, in the control means 37, a flow rate control signal is output from the
各シャトル弁44では、入力されたネガコン圧と減圧弁圧力とのいずれか高圧側を選択して各レギュレータ24bにそれぞれ供給し、これらレギュレータ24bが各容量可変手段24aにより各油圧ポンプ24のポンプ斜板の傾転角をそれぞれ制御するので、スプール26aの変位によりネガコン圧が低下しても、電磁比例減圧弁43からの減圧弁圧力が擬似ネガコン圧としてレギュレータ24bに入力されることで、油圧ポンプ24の最大流量を制御することが可能となる。
In each
具体的に、電源周波数が50Hzと60Hzとの場合に、例えば、電源周波数が50Hzである際の動作を基準とする際には、電源周波数が60Hzなどに増加した際に、各油圧ポンプ24のポンプ速度が上がるので、電磁比例減圧弁43からの減圧弁圧力を作用させることで、シャトル弁44を経た電磁比例減圧弁43からの減圧弁圧力を低圧の擬似ネガコン圧として油圧ポンプ24の斜板傾転角を最大値よりも小さくしてポンプ容量を減少させ、ポンプ吐出流量を、電源周波数が50Hzの場合でも60Hzの場合でも略等しい所定の最大値に制御する。
Specifically, when the power supply frequency is 50 Hz and 60 Hz, for example, when the operation when the power supply frequency is 50 Hz is used as a reference, when the power supply frequency increases to 60 Hz or the like, Since the pump speed is increased, the pressure reducing valve pressure from the electromagnetic proportional
一方、例えば電源周波数が60Hzである際の動作を基準とする際には、電源周波数が50Hzなどに減少した際に、各油圧ポンプ24のポンプ速度が下がるので、電磁比例減圧弁43からの減圧弁圧力をなくすことで、油圧ポンプ24の斜板傾転角を最大値まで大きくしてポンプ容量を増加させ、ポンプ吐出流量を、電源周波数が50Hzの場合でも60Hzの場合でも略等しい所定の最大値に制御する。
On the other hand, for example, when the operation when the power supply frequency is 60 Hz is used as a reference, the pump speed of each
次に、上記図1および図2に示された実施の形態の効果を列記する。 Next, effects of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are listed.
三相誘導電動機23の電源周波数を周波数検出器41で検出して、この検出した電源周波数に対応した圧力を各容量可変手段24aに導いて各油圧ポンプ24の作動油の吐出流量を制御して各油圧ポンプ24の最大吐出流量を一定とすることで、三相誘導電動機23は電源周波数に拘らずそのまま動作させ、各油圧シリンダ28および各油圧モータ29の最大動作速度を一定とし、異なる電源周波数に対して安定した負荷の動作速度を得ることができる。
The
具体的には、周波数検出器41で検出した電源周波数に対応して出力した流量設定信号に対応して1次圧力を減圧した減圧弁圧力を電磁比例減圧弁43で出力し、この減圧弁圧力とネガコン圧とから高圧側をシャトル弁44により選択して容量可変手段24aに供給することで、既存のネガコン圧による容量可変手段24aを有効利用して、異なる電源周波数に対応して各油圧ポンプ24の吐出流量を、電磁比例減圧弁43からの減圧弁圧力とネガコン圧とのいずれか一方にて補正し、安定した負荷の動作速度を得ることができる。
Specifically, the pressure reducing valve pressure obtained by reducing the primary pressure in response to the flow rate setting signal output corresponding to the power supply frequency detected by the
特に、擬似ネガコン圧を発生させるために電磁比例減圧弁43を用いることで、連続的に異なる複数の電源周波数に対応できる。
In particular, by using the electromagnetic proportional
しかも、制御手段37および周波数検出器41などは、それぞれネガコン通路36および電源ライン21に対して後付け可能であるため、既存の流体圧回路などに容易に適用できる。
Moreover, since the control means 37 and the
さらに、このようなポンプ制御装置を油圧ショベルAなどの作業機械に用いることにより、負荷となる各油圧シリンダ28および各油圧モータ29の安定した動作速度を得ることができるので、例えば電源周波数が異なる地域などで作業機械を用いる場合に、その作業能力、あるいは作業性などの低下を確実に防止できるとともに、異なる電源周波数のそれぞれに対応して設計変更などをする必要がなく、油圧ショベルAの製造性を向上し製造コストを抑制できる。
Further, by using such a pump control device for a working machine such as the hydraulic excavator A, it is possible to obtain stable operating speeds of the
次に、図3に基づき、ポンプ制御装置の他の実施の形態を説明する。なお、上記図1および図2に示された実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。 Next, another embodiment of the pump control device will be described with reference to FIG. In addition, about the structure and effect | action similar to embodiment shown by the said FIG.1 and FIG.2, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
この図3に示された実施の形態では、上記図1および図2に示された実施の形態の電磁比例減圧弁43に代えて、圧力制御弁としての減圧弁51と、切換弁としての電磁切換弁52とを設けたものであり、予め設定された第1周波数としての50Hzと、予め設定された第2周波数としての60Hzとの異なる2つの電源周波数に対応するものである。
In the embodiment shown in FIG. 3, instead of the electromagnetic proportional
減圧弁51は、出力通路54を介して各シャトル弁44の他方の入口に連通され、パイロット油圧源46から供給された1次圧力を60Hzの電源周波数に対応して減圧した2次圧力である減圧弁圧力を、ネガティブな信号である圧力として出力するものである。
The pressure reducing valve 51 communicates with the other inlet of each
また、電磁切換弁52は、出力通路54中に設けられ、コントローラ42から出力された切換信号により、周波数検出器41にて検出した電源周波数が50Hzの際に、減圧弁51と各シャトル弁44とを遮断状態とするとともに各シャトル弁44の他方の入口をライン55によりタンク31に連通し、周波数検出器41にて検出した電源周波数が60Hzの際に減圧弁51と各シャトル弁44とを連通状態とするものである。
The electromagnetic switching valve 52 is provided in the
そして、上記図3に示された実施の形態の作用を説明する。 The operation of the embodiment shown in FIG. 3 will be described.
電源ライン21から電気制御盤22を介して三相誘導電動機23に給電され、この三相誘導電動機23が駆動されると、この三相誘導電動機23により各油圧ポンプ24が駆動され、作動油がポンプ通路25へと吐出され、この吐出された作動油は、コントロール弁26の各スプール26aにより方向制御および流量制御され、各油圧シリンダ28および各油圧モータ29が作動される。
When power is supplied from the
このとき、全てのスプール26aが中立状態にあると、ネガコン通路36に最大にネガコン圧が発生し、この最大ネガコン圧が各シャトル弁44の一方の入口を経てレギュレータ24bに入力され、ポンプ吐出流量は最小に制御される。また、スプール26aが変位すると、ネガコン圧が低下し、ポンプ吐出流量が増加する。
At this time, if all the
一方、制御手段37では、周波数検出器41により検出した電源周波数に対応して、切換信号がコントローラ42から電磁切換弁52へと出力される。
On the other hand, in the control means 37, a switching signal is output from the
例えば、電源周波数が50Hzである場合には、コントローラ42から出力された切換信号により電磁切換弁52が閉じ状態に切換わって減圧弁51とシャトル弁44とが遮断状態となるとともに出力通路54がライン55によりタンク31に連通され、ネガコン圧のみがシャトル弁44から容量可変手段24aへと出力される。
For example, when the power supply frequency is 50 Hz, the electromagnetic switching valve 52 is switched to the closed state by the switching signal output from the
また、電源周波数が60Hzとなった場合には、コントローラ42から出力された切換信号により電磁切換弁52が開き状態に切換わって減圧弁51とシャトル弁44とが連通状態となり、減圧弁51から出力された減圧弁圧力とネガコン圧との高圧側がシャトル弁44により選択されて容量可変手段24aへと出力される。このため、スプール26aの変位によりネガコン圧が低下しても、減圧弁51からの減圧弁圧力が擬似ネガコン圧としてレギュレータ24bに入力されることで、油圧ポンプ24の最大流量が、電源周波数が50Hzである場合と略等しくなるように制御される。
When the power supply frequency becomes 60 Hz, the electromagnetic switching valve 52 is switched to the open state by the switching signal output from the
このように、上記図3に示された実施の形態では、周波数検出器41で検出した電源周波数が第1周波数、例えば50Hzである際に、コントローラ42の切換信号により電磁切換弁52を閉じて減圧弁51から出力された圧力をシャトル弁44に対して遮断してネガコン圧を容量可変手段24aに供給し、周波数検出器41で検出した電源周波数が第1周波数よりも大きい周波数、例えば60Hzとなる際に、コントローラ42の切換信号により電磁切換弁52を開いて減圧弁51から出力された減圧弁圧力をシャトル弁44に出力し、このシャトル弁44にて、減圧弁51から出力された減圧弁圧力とネガコン圧との高圧側を選択して容量可変手段24aに供給する構成とした。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 3, when the power supply frequency detected by the
すなわち、異なる2つの電源周波数のうち、値が小さい方の電源周波数に対しては、ネガコン圧のみを作用させることで、油圧ポンプ24の斜板傾転角を最大値まで利用可能とし、値が大きい方の電源周波数に対しては、ネガコン圧と減圧弁51から出力された減圧弁圧力との高圧側を作用させることで、ネガコン圧が低下した際でも低圧の減圧弁圧力を擬似ネガコン圧として作用させて、値が小さい方の電源周波数で動作させる場合よりも速度が上がる油圧ポンプ24の斜板傾転角を、最大値よりも小さく抑制する構成とした。
In other words, only the negative control pressure is applied to the power frequency having the smaller value among the two different power frequencies, so that the swash plate tilt angle of the
このため、互いに異なる2つの所定の電源周波数に対しても、ポンプ吐出流量を略等しい所定の最大値に制御でき、互いに異なる2つの所定の電源周波数に対応して安定した負荷の動作速度を得ることができる。 For this reason, the pump discharge flow rate can be controlled to a substantially equal predetermined maximum value even for two different predetermined power supply frequencies, and a stable load operating speed can be obtained corresponding to the two different predetermined power supply frequencies. be able to.
特に、電磁切換弁52の開閉の切換えに2つの異なる電源周波数の切換えを対応させるので、制御手段37の制御が容易になる。 In particular, since the switching of two different power supply frequencies corresponds to the switching of the electromagnetic switching valve 52, the control of the control means 37 is facilitated.
なお、上記図3に示された実施の形態において、電源周波数は、50Hzおよび60Hzだけでなく、互いに値が異なる任意の2つの電源周波数に対応可能である。 In the embodiment shown in FIG. 3, the power supply frequency is not limited to 50 Hz and 60 Hz, but can correspond to any two power supply frequencies having different values.
また、上記各実施の形態において、ポンプ制御装置は、電動油圧ショベルなどの作業機械以外でも、任意の電動可変容量型ポンプ、あるいは電動機器により駆動される可変容量型ポンプなどに対応させて使用可能である。 Further, in each of the above embodiments, the pump control device can be used in correspondence with any electric variable displacement pump or variable displacement pump driven by an electric device other than a work machine such as an electric hydraulic excavator. It is.
23 誘導電動機としての三相誘導電動機
24 可変容量型ポンプとしての油圧ポンプ
24a 容量可変手段
26 流体制御弁としてのコントロール弁
37 制御手段
41 周波数検出手段としての周波数検出器
42 コントローラ
43 電磁弁としての減圧弁
44 高圧選択弁としてのシャトル弁
51 圧力制御弁としての減圧弁
52 切換弁としての電磁切換弁
23 Three-phase induction motors as induction motors
24 Hydraulic pump as variable displacement pump
24a Variable capacity means
26 Control valve as fluid control valve
37 Control means
41 Frequency detector as frequency detection means
42 Controller
43 Pressure reducing valve as solenoid valve
44 Shuttle valve as high pressure selection valve
51 Pressure reducing valve as pressure control valve
52 Solenoid switching valve as switching valve
Claims (6)
この検出した電源周波数に対応した信号を容量可変手段に導いて可変容量型ポンプの作動流体の吐出流量を制御する
ことを特徴とするポンプ制御方法。 Detecting the power frequency of the induction motor that drives the variable displacement pump equipped with variable capacity means,
A pump control method characterized by controlling a discharge flow rate of a working fluid of a variable displacement pump by guiding a signal corresponding to the detected power supply frequency to a displacement variable means.
この流量設定信号に対応して圧力を出力し、
この圧力と可変容量型ポンプから負荷に供給される作動流体を制御する流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力とから高圧側を選択して容量可変手段に供給する
ことを特徴とする請求項1記載のポンプ制御方法。 Outputs a flow rate setting signal corresponding to the detected power frequency,
Pressure is output in response to this flow setting signal,
2. The high pressure side is selected from this pressure and a negative control pressure generated by a fluid control valve for controlling the working fluid supplied to the load from the variable displacement pump, and supplied to the variable capacity means. The pump control method as described.
ことを特徴とする請求項1記載のポンプ制御方法。 When the detected power supply frequency is a preset first frequency, a negative control pressure generated by a fluid control valve that controls the working fluid supplied from the variable displacement pump to the load is supplied to the displacement variable means, When the detected power supply frequency is a second frequency that is set in advance and is greater than the first frequency, the capacity variable means is selected by selecting the high pressure side from the pressure set in advance corresponding to the second frequency and the negative control pressure. The pump control method according to claim 1, wherein the pump control method is provided.
誘導電動機の電源周波数を検出する周波数検出手段と、
周波数検出手段で検出した電源周波数に対応した信号を容量可変手段に導いて可変容量型ポンプの作動流体の吐出流量を制御する制御手段と
を具備したことを特徴とするポンプ制御装置。 A variable displacement pump having a capacity variable means and driven by an induction motor;
Frequency detection means for detecting the power supply frequency of the induction motor;
A pump control apparatus comprising: control means for controlling the discharge flow rate of the working fluid of the variable displacement pump by guiding a signal corresponding to the power supply frequency detected by the frequency detection means to the displacement variable means.
周波数検出手段で検出した電源周波数に対応して流量設定信号を出力するコントローラと、
コントローラから出力された流量設定信号に応じた圧力を出力する電磁弁と、
電磁弁から出力された電磁弁圧力と可変容量型ポンプから負荷に供給される作動流体を制御する流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力とから高圧側を選択して容量可変手段に供給する高圧選択弁とを備えている
ことを特徴とする請求項4記載のポンプ制御装置。 The control means
A controller that outputs a flow rate setting signal corresponding to the power supply frequency detected by the frequency detection means;
A solenoid valve that outputs pressure according to the flow rate setting signal output from the controller;
High pressure supplied to the variable capacity means by selecting the high pressure side from the solenoid valve pressure output from the solenoid valve and the negative control pressure generated by the fluid control valve that controls the working fluid supplied to the load from the variable displacement pump The pump control device according to claim 4, further comprising a selection valve.
通路を連通状態と遮断状態とに選択的に切換える切換弁と、
周波数検出手段で検出した電源周波数が予め設定された第1周波数である際に切換弁により通路を遮断状態とするとともに、周波数検出手段で検出した電源周波数が予め設定され第1周波数よりも大きい第2周波数である際に切換弁により通路を連通状態とする切換信号を出力するコントローラと、
第2周波数に対応して予め設定された圧力を出力する圧力制御弁と、
この圧力制御弁に切換弁を介して接続され、圧力制御弁から出力された圧力と可変容量型ポンプから負荷に供給される作動流体を制御する流体制御弁にて発生するネガティブコントロール圧力とから高圧側を選択して容量可変手段に供給する高圧選択弁とを備えている
ことを特徴とする請求項4記載のポンプ制御装置。 The control means
A switching valve for selectively switching the passage between a communication state and a cutoff state;
When the power supply frequency detected by the frequency detection means is the first preset frequency, the passage is shut off by the switching valve, and the power supply frequency detected by the frequency detection means is preset and greater than the first frequency. A controller that outputs a switching signal that causes the passage to communicate with the switching valve when there are two frequencies;
A pressure control valve that outputs a preset pressure corresponding to the second frequency;
This pressure control valve is connected via a switching valve, and is high pressure from the pressure output from the pressure control valve and the negative control pressure generated by the fluid control valve that controls the working fluid supplied to the load from the variable displacement pump. The pump control device according to claim 4, further comprising a high-pressure selection valve that selects a side and supplies the variable capacity means to the displacement variable means.
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